随直喷嘴直径的增加,当直喷嘴直径为0.4mm时,复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量仅分别为16.7MPa和1899MPa;当直喷嘴直径提高到1mm时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为45.86MPa和29.2MPa;继续增加喷嘴直径,当直喷嘴直径提高到1.2mm时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均出现明显下降;可知最佳直喷嘴直径为1mm。
1mm的直喷嘴3D打印制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别是45.86MPa和29.2MPa,而1mm的发散喷嘴3D打印制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别是47.5MPa和32.5MPa,后者相比于前者分别提高了 5.76%和11.3%。发散型喷嘴保留了较长的玻璃纤维长度,有利于纤维的取向。因此发散型流道喷嘴性能优于直流道喷嘴。
复合材料力学强度随打印路径变化而发生剧烈变化,当3D打印路径为回形路径时,复合材料拉伸强度和弯曲强度分别为40.3MPa和26.25MPa;当3D打印路径为±90°路径时,复合材料拉伸强度和弯曲强度分别为48.6MPa和34.2MPa;因此通过对3D打印路径对复合材料力学性能及微观性能的研究,可以确定FDM型3D打印机制备玻璃纤维增强聚乳酸复合材料时,使用±90°3D打印路径效果最优。
3D打印速度对3D打印制备玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的影响曲线图,发现3D打印速度对复合材料拉伸和弯曲性能并没有较大影响,在3D打印速度为60mm/s时复合材料拉伸和弯曲强度分别为47.5MPa和32.5MPa左右。可以认定3D打印速度对复合材料的性能的影响幅度比较小,最佳3D打印速度为60mm/s 左右。
3D打印温度对3D打印制备玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的影响曲线图,当3D打印温度从200°C上升至220°C区间内,在温度为210°C时复合材料拉伸和弯曲性能均达到最大值,分别达到47.5MPa和32.5MPa。3D打印温度时从200°C到210°C变化时,在温度为210°C时取得最优力学性能。最佳3D打印温度为210°C。
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